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《plc控制系統的電磁干擾來源和抗干擾設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、PLC控制系統的電磁干擾來源和抗干擾設計隨著工業(yè)設備自動化控制技術的發(fā)展，可編程控制器(PLC)在工業(yè)設備控制中的應用越來越廣泛。PLC控制系統的可靠性直接影響到企業(yè)的安全生產和經濟運行，系統的抗干擾能力是關系到整個系統可靠運行的關鍵。本文詳細介紹了影響PLC運行的干擾類型及來源，并提出抗干擾設計的實施策略。???自動化系統所使用的各種類型PLC中，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產現場和各電機設備上，它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC控制系統可靠性，一方面要求PLC生產廠家提高設備的抗
2、干擾能力，另一方面要求應用部門在工程設計、安裝施工和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強系統的抗干擾性能。1.電磁干擾類型及其影響???影響PLC控制系統的干擾源與一般影響工業(yè)控制設備的干擾源一樣，大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是干擾源。???干擾類型通常按干擾產生的原因、噪聲干擾模式和噪聲波形性質來劃分。按噪聲產生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質不同，可分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。???共模
3、干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態(tài)(同方向)電壓迭加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電時，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，影響測控信號，造成元器件損壞(這就是一些系統I/O模件損壞率較高的主要原因)，這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的，這種干
4、擾疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。2.電磁干擾的主要來源2.1來自空間的輻射干擾???空間輻射電磁場(EMI)主要是由電力網絡、電氣設備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復雜。若PLC系統置于其射頻場內，就會受到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑：一是直接對PLC內部的輻射，由電路感應產生干擾；二是對PLC通信網絡的輻射，由通信線路感應引入干擾。輻射干擾與現場設備布置及設備所產生的電磁場大小特別是頻率有關，一般通過設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進行
5、保護2.2來自系統外引線的干擾???主要通過電源和信號線引入，通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業(yè)現場較為嚴重，主要有下面三類：???第一類是來自電源的干擾。實踐證明，因電源引入的干擾造成PLC控制系統故障的情況很多，筆者在某工程調試中遇到過，后更換隔離性能更高的PLC電源問題才得到解決。???PLC系統的正常供電電源均由電網供電，由于電網覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電流，尤其是電網內部的變化、開關操作浪涌、大型電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊
6、。PLC電源通常采用隔離電源，但因其機構及制造工藝等因素使其隔離性并不理想。實際上，由于分布參數特別是分布電容的存在，絕對隔離是不可能的。???第二類是來自信號線引入的干擾。與PLC控制系統連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾，即信號線上的外部感應干擾，這種往往非常嚴重。???由信號引入的干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷
7、。對于隔離性能差的系統，還將導致信號間互相干擾，引起共地系統總線回流，造成邏輯數據變化、誤動和死機。PLC控制系統因信號引入干擾造成I/O模件損壞數相當嚴重，由此引起系統故障的情況也很多。???第三類是來自接地系統混亂的干擾。接地是提高電子設備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一，正確的接地既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設備向外發(fā)出干擾；而錯誤的接地反而會引入嚴重的干擾信號，使PLC系統無法正常工作。???PLC控制系統的地線包括系統地、屏蔽地、交流地和保護地等，接地系統混亂對PLC系統的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不
8、同接地點間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點接地，如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層。當發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時，地線電流將更大。???此外，屏蔽層、接地線和大地可能構成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內會出現感應電流，通過
